申海平：延遲焦化技術(shù)培訓(xùn)班

1、延遲焦化延遲焦化工藝條件優(yōu)化工藝條件優(yōu)化2005年年11月月中國石化干部管理學(xué)院中國石化干部管理學(xué)院世界重油加工發(fā)展趨勢世界重油加工發(fā)展趨勢 延遲焦化能力持續(xù)增長，主要用于加工劣延遲焦化能力持續(xù)增長，主要用于加工劣質(zhì)減壓渣油和瀝青質(zhì)減壓渣油和瀝青 用于加工常壓渣油的用于加工常壓渣油的FCCFCC能力持續(xù)增長能力持續(xù)增長 渣油加氫（渣油加氫（HDSHDS）生產(chǎn)催化裂化料）生產(chǎn)催化裂化料 沸騰床渣油加氫裂化可以處理減壓渣油沸騰床渣油加氫裂化可以處理減壓渣油 煉廠氫氣和電聯(lián)合生產(chǎn)煉廠氫氣和電聯(lián)合生產(chǎn)國外減壓渣油性質(zhì)國內(nèi)渣油性質(zhì)國內(nèi)渣油性質(zhì)延遲焦化延遲焦化 延遲焦化是通過熱裂化將石油渣油轉(zhuǎn)化為液體和氣

2、體產(chǎn)品，同時(shí)生成濃縮的固體炭材料-石油焦。 在該過程中通常使用水平管式火焰加熱爐加熱至485 505oC的熱裂化溫度。由于反應(yīng)物料在加熱爐管中停留時(shí)間很短，焦化反應(yīng)被“延遲”到加熱爐下游的焦化塔內(nèi)發(fā)生。延遲焦化工藝流程示意圖 現(xiàn)代延遲焦化工藝現(xiàn)代延遲焦化工藝 延遲焦化裝置是現(xiàn)代石油煉廠中唯一的間歇-連續(xù)操作的工藝。 物料在加熱爐管中是連續(xù)的，加熱爐出口物料在兩個焦化塔之間切換，一個塔在線生焦，另一個塔冷卻、除焦和暖塔。從焦化塔頂出來的油氣進(jìn)入分餾塔（又被稱為聯(lián)合塔）。分餾塔底是輻射進(jìn)料泵的緩沖罐，焦化原料和冷卻的油氣（循環(huán)油）在這里混合后一起進(jìn)入輻射進(jìn)料泵。渣油延遲焦化工藝 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) a.低成

3、本和投資低成本和投資 b.靈活、原料適應(yīng)性強(qiáng)靈活、原料適應(yīng)性強(qiáng) c.簡單和可控制過程簡單和可控制過程 d. 工藝成熟可靠工藝成熟可靠 e.轉(zhuǎn)化深度高轉(zhuǎn)化深度高渣油延遲焦化工藝 缺點(diǎn)缺點(diǎn) a. 產(chǎn)品質(zhì)量差產(chǎn)品質(zhì)量差 b. 環(huán)境污染較大環(huán)境污染較大 C. 產(chǎn)生較低價(jià)格的焦炭產(chǎn)生較低價(jià)格的焦炭減壓渣油加工過程選擇 延遲焦化 減粘裂化 其主要目的是降低渣油粘度生產(chǎn)重質(zhì)燃料油，有時(shí)也用來生產(chǎn)蠟油。 渣油催化裂化（RFCC） - 渣油中金屬特別是鎳釩可以使催化劑中毒降低催化劑活性，對渣油的性質(zhì)有一定的要求。 渣油加氫裂化(RHC) 渣油在高溫高壓下和催化劑及氫氣接觸反應(yīng)，脫除渣油中的硫、氮和金屬等雜質(zhì)同時(shí)

4、將部分芳烴轉(zhuǎn)化為輕質(zhì)液體產(chǎn)品。 溶劑脫瀝青 溶劑抽提用于生產(chǎn)潤滑油和催化裂化原料。熱裂化反應(yīng)熱裂化反應(yīng) 熱裂化是指在高溫（350oC）狀態(tài)下發(fā)生的分解反應(yīng)， 石油中大分子組分被轉(zhuǎn)化為小分子。裂化反應(yīng)以碳碳鍵斷裂為主，溫度越高、反應(yīng)越快。 大分子分解為小分子（主要反應(yīng)） CH3CH2CH2CH3CH4 + CH3CH=CH2一些裂化分子也會互相縮合一些裂化分子也會互相縮合 ( (次要反應(yīng)次要反應(yīng)) ) CH2=CH2 +CH2=CH2CH3CH2CH=CH3RCH=CH2+RCH=CH2Tar, heavy oil, coke, etc縮合反應(yīng)縮合反應(yīng) 自由基是一個原子或一個原子團(tuán)帶有一個為配對

5、的電子。 自由基的一個重要特征是自由基不會發(fā)生異構(gòu)反應(yīng)、如烷基轉(zhuǎn)移，所以熱裂化反應(yīng)不會發(fā)生烴類異構(gòu)反應(yīng)。 CH3CHCH2CH3C(CH3)3 自由基特征自由基鏈反應(yīng)自由基鏈反應(yīng)CH3CH2CH2CH3CH3CH2CH2 + CH3 CH3 + CH3CH2CH2CH3CH4 + CH3CH CH2CH3 CH3CH CH2CH3CH2=CH2+CH3CH2 CH3CH2 +CH3 CH3CH2CH3 環(huán)烷烴比直鏈烷烴穩(wěn)定性較好，不易發(fā)生裂化反應(yīng)。如環(huán)己烷除發(fā)生裂化反應(yīng)外，還可以脫氫形成芳烴。CH2=CH2 + CH2=CHCH=CH2+H2ethlyene butadiene+ H2環(huán)烷烴裂

6、化反應(yīng) 在一般熱裂化溫度下(350 to 500oC) ，芳環(huán)結(jié)構(gòu)是不會破壞。帶側(cè)鏈的芳烴傾向于發(fā)生側(cè)鏈斷裂反應(yīng)。 CH2CH2CH2CH2RCH2CH3+CH2=CHRCH3+CH2=CHCH2R芳烴熱裂化反應(yīng)芳烴熱裂化反應(yīng)熱裂化與催化裂化反應(yīng)對比 催化裂化熱裂化正構(gòu)烷烴生成C2-C6支鏈烴 . 幾乎不會產(chǎn)生C4+ a-烯烴產(chǎn)生大量 C1-C2小分子. C4+ 直鏈 a-烯烴異構(gòu)烷烴由于叔碳正離子，裂化速度比正構(gòu)烷烴快。反應(yīng)速度幾乎相同。 帶側(cè)鏈芳烴反應(yīng)速度比正構(gòu)烷烴要快的多比正構(gòu)烷烴裂化速度慢，芳環(huán)上通常留1、2個碳原子烯烴發(fā)生氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)，反應(yīng)速度較快。少量氫轉(zhuǎn)移，反應(yīng)速度幾乎與烷烴相同。

7、 催化裂化與熱裂化產(chǎn)品的主要區(qū)別催化裂化與熱裂化產(chǎn)品的主要區(qū)別 催化裂化氣體收率高，氣體中丙烯、丁烯含量高，氫氣及C1、C2含量低。 焦化等熱裂化過程幾乎不發(fā)生異構(gòu)反應(yīng)，熱裂化產(chǎn)品中直鏈烷烴、直鏈烯烴含量高，熱裂化汽油辛烷值較低、柴油十六烷值指數(shù)較高。 催化裂化過程會有大量的氫轉(zhuǎn)移反應(yīng)，一部分烯烴飽和、一部分轉(zhuǎn)化為芳烴，催化產(chǎn)品的飽和度較高，異構(gòu)烷烴和芳烴含量高，因此催化汽油的辛烷值較高，柴油十六烷值較低。延遲焦化產(chǎn)品分布延遲焦化產(chǎn)品分布(wt%)原料性質(zhì)對焦化產(chǎn)品分布影響原料性質(zhì)對焦化產(chǎn)品分布影響 在焦化反應(yīng)過程中，原料的密度和殘?zhí)渴怯绊懏a(chǎn)品分布和產(chǎn)率的主要因素。隨著原料密度和殘?zhí)康脑龃?，?/p>

8、炭量明顯增加，焦化重餾分油產(chǎn)率下降，汽油和氣體略有增加。延遲焦化產(chǎn)品分布公式延遲焦化產(chǎn)品分布公式焦炭1.6 X 原料油殘?zhí)恐禋怏w(1.0g/cm3以保證焦炭的產(chǎn)率。 餾程范圍、分子量分布范圍窄。 粘度低。焦化工藝條件對針狀焦質(zhì)量的影焦化工藝條件對針狀焦質(zhì)量的影響響 溫度：變溫操作，低溫形成中間相，高溫固化 壓力：高壓操作，油氣揮發(fā)量減少，有利于焦炭塔提高反應(yīng)溫度 時(shí)間：生焦周期由常規(guī)24小時(shí)提高到3648小時(shí) 循環(huán)比：采用循環(huán)比變化操作 生焦炭性質(zhì)消泡劑的研制背景消泡劑的研制背景 中東含硫渣油作焦化原料使泡沫中東含硫渣油作焦化原料使泡沫 層達(dá)到層達(dá)到7-10米米 加工中東含硫渣油焦炭收率達(dá)到加工中東含硫渣油焦炭收率達(dá)到 30%以上以上 加工更重渣油泡沫層增加加工更重渣油泡沫層增加 焦化擴(kuò)大處理能力后，焦炭塔成焦化擴(kuò)大處理能力后，焦炭塔成 為瓶頸之一為瓶頸之一泡沫層過多產(chǎn)生的問題 裝置結(jié)焦，主要部位裝置結(jié)焦，主要部位 大瓦斯管線大瓦斯管線 分餾塔底部分餾塔底部 加熱爐管內(nèi)加熱爐管內(nèi) 堵塞加熱爐輻射進(jìn)料泵堵塞加熱爐輻射進(jìn)料泵 焦化流出物攜帶焦粉焦化流出物攜帶焦粉焦化餾份油中硅分布（m%） 焦化汽油焦化汽油 85.5% 焦化柴油焦化柴油 8.7% 焦化蠟